EP0223732A1 - Mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter mit Stromschienen - Google Patents
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- EP0223732A1 EP0223732A1 EP86730159A EP86730159A EP0223732A1 EP 0223732 A1 EP0223732 A1 EP 0223732A1 EP 86730159 A EP86730159 A EP 86730159A EP 86730159 A EP86730159 A EP 86730159A EP 0223732 A1 EP0223732 A1 EP 0223732A1
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/08—Terminals; Connections
Definitions
- the invention relates to a multi-pole low-voltage circuit breaker with busbars for connecting contact arrangements of the circuit breaker to one or more circuits, the busbars for the input side and the busbars for the output side in one row and both rows parallel to one another and at right angles to side walls of the circuit breaker are arranged.
- a circuit breaker of this type has become known, for example, from EP-A-0 071 385.
- each terminal point is located on a conductor piece that extends horizontally to the rear with respect to the normal position of use of the circuit breaker. Stiffening elements ensure that the conductor rails cannot be deformed by current forces.
- the circuit breaker is suitable, for example, for an extendable arrangement in which suitable transition pieces or parts of a disconnect contact arrangement are attached to the conductor rails.
- connection rails are required which are inserted between the terminal points of the contact arrangement of the circuit breaker and the stationary busbars.
- the connecting rails it is not difficult to connect the connecting rails to the terminal points of the contact arrangement before the circuit breaker is installed in the switchgear; should however even the connection to the fixed busbars in the case of a non-aligned arrangement is possible without difficulty, the length of the connecting bars must not be less than that in order to ensure good accessibility, in particular from the front of the circuit breaker. Due to the relative length of the connecting rails, the problem arises that the connecting rails are subjected to deforming forces in the event of a short circuit, which may damage not only the connecting rails themselves but also the clamping points and connecting elements.
- connection rails As such, it would be possible to avoid such harmful deformations by designing the connecting rails as an integral part of the circuit breaker and accordingly, with the exception of an open end provided for connection to a fixed current rail, which is completely fixed.
- a circuit breaker would not be suitable for use as a retractable circuit breaker.
- embedding the connection rails would undesirably hinder heat dissipation.
- a dimensioning of the connection rails with a larger than the cross section required from the electrical point of view would increase the strength in the desired manner, but at the same time would considerably increase the weight and the cost of the connection arrangement.
- the object of the invention is to protect exposed, normally dimensioned connecting rails with simple means without impairing the cooling from the effects of current forces.
- This object is achieved according to the invention in that serving to connect the busbars with stationary conductors which are not aligned with the busbars, for example Connection rails arranged parallel to the rear of the circuit breaker for the input side and the output side are each covered by a common insulating support body, the ends of which are fastened to the side walls of the circuit breaker.
- a three-pole circuit breaker requires only two support bodies, one of which detects the connecting rails leading to the feed side of the contact arrangement, while the other supporting body is assigned to the dissipating connecting rails. Nevertheless, it has been shown that the very considerable forces occurring in the event of a short circuit can be reliably absorbed and damage avoided.
- the locally provided support and the distance remaining between the connecting rail and the housing of the circuit breaker also ensure good heat dissipation.
- the support body can be positively connected to the housing of the circuit breaker, and the direction of the force transmission of the positive connection can be selected in accordance with the predominantly occurring direction of current forces. This allows the support body to be easily attached to the connecting rail without the aid of fasteners to be handled separately and with good support.
- the positive connection between the support body and the housing of the circuit breaker can be achieved by latching lugs which can be latched into recesses in the housing walls of the circuit breaker with elastic deformation of the support body.
- the support body can thus be formed in one piece and by simple processing steps from a suitable, for. B. plate-shaped material.
- the recesses in the housing walls of the circuit breaker can be dimensioned to accommodate the latching lugs of at least two support bodies. It is then possible to For circuit breakers that are sized for different short-circuit currents with the same size, depending on the requirements, use one support body or two or more support bodies in a parallel arrangement. The support bodies can thus be used as a unit part for a row of switches.
- support bodies designed as shaped bodies with an approximately H-shaped cross section, in which the legs of the "H" are arranged parallel to the connecting rails.
- Such a molded body which can be produced, for example, in a known manner from a thermosetting plastic by injection molding, is distinguished both by high strength with little deformation and by favorable dielectric behavior.
- Such a shaped body can be fastened by means of screws which penetrate the side walls of the circuit breaker and which engage in the end faces of the shaped body.
- a stop surface can be provided on the end faces of the support body, which is intended to rest on the end face of the associated side wall of the circuit breaker.
- the low-voltage circuit breaker 1 shown in FIG. 1 has contact arrangements 3 arranged parallel to one another on an insulating block 2, corresponding to the number of poles. These contact arrangements each consist of a fixed part 4 and a movable part 5, the interacting contact piece supports of which are designated 6 and 7. Furthermore, the fixed part 4 has an arcing horn 10 and the movable part 5 has an arcing horn 11.
- the contact arrangement 3 of each pole is assigned an arcing quenching chamber 12 which is provided with quenching plates in a known manner.
- a drive device, a switch lock and, if necessary, a motor drive are housed below and to the right of the contact arrangement 3 within the housing 19 of the circuit breaker 1. These parts are not shown in detail and correspond to a suitable design.
- the contact arrangements 3 are equipped with upper clamping points 15 and lower clamping points 16 attached to the insulating block 2. Both clamping points are attached to the insulating block 2, these clamping points being located on conductor pieces which are in relation to one another Control panel 13 of the circuit breaker 1 extend on the back in the horizontal direction.
- terminal points 15 and 16 angled connecting rails 17 and 18 are connected, which extend upwards and downwards and are arranged at a distance from the rear of the circuit breaker 1.
- the length of the connecting rails 17 and 18, as clearly shown in FIG. 1, is dimensioned such that the connecting bores 20 and 21 indicated near the ends of the connecting rails 17 and 18 are accessible from the front of the circuit breaker 1.
- upper stationary busbars 30 are connected to the connecting rails 17 and lower stationary busbars 31 are connected to the connecting rails 18.
- the circuit breaker 1 is partially shown from the rear with a view of the upper connecting rails 17, the associated stationary busbars being omitted in order to show the fastening bores 20.
- a total of four identical support bodies 22 are arranged parallel to one another in order to support the connecting rails 17 in the desired manner.
- two parallel support bodies are provided in the example according to FIG. 1. The appropriate number of support bodies depends on the level of the expected current forces.
- support rails 22 assigned to the connecting rails 17 and 18 are used, which are of completely identical design. Details of the support body 22 are shown in Figures 3 and 4. As these figures show, the support bodies 22 are narrow and relatively thin parts which are dimensioned according to the width of the switch and are made of a suitable insulating material and are provided with through openings 24 corresponding to the number of poles of the circuit breaker 1. For the three connecting rails 17 and 18, that of the upper clamping points 15 and the lower clamping points 16 of the contact arrangements 3, two of the support bodies 22 shown in FIGS.
- the support bodies 22 have lateral latching lugs 25, for their reception in the side housing walls 26 of the circuit breaker 1 suitable cutouts 27 and 28 are provided. These recesses can be made wider than the thickness of one of the support bodies 22, so that, as already mentioned, two support bodies or a larger number can be attached if necessary. In this way, the support body 22 and the side housing walls 26 can be used in a row of switches dimensioned for different currents.
- Plate-shaped insulating materials for example hard tissue or other carrier materials impregnated with a plastic, are suitable as the material for producing the support bodies 22.
- the connecting rails 17 and 18 extend parallel to the rear of the circuit breaker 1 upwards or downwards. In certain cases, however, it may be appropriate to arrange the connecting rails at a slight angle to this direction.
- the described support bodies can be used in the same way if recesses 27 and 28 are provided on the housing walls 26 or other parts of the housing 19 of the circuit breaker 1 in such a position that the support bodies 22 are fitted in a position adapted to the direction of the connecting rails to let.
- the bend required to snap the support bodies 22 into the recesses 27 and 28 can be achieved by elastic deformation without undue stress due to the aspect ratio shown in FIG. 3. If, however, another ratio should be more suitable, ie if the length deviates from the example shown and is not a multiple of the height, it may be expedient to design the locking lugs as deformable lugs.
- the support body 35 according to FIGS. 5, 6 and 7 is designed as a molded part and is intended for use as an individual part.
- the support body 35 has an approximately H-shaped cross section, as shown in FIG. 7, which represents section VII-VII in FIG.
- the H-legs 36 are connected by transverse webs 40.
- a stop surface 41 is formed on each of the end faces by a shoulder, which is intended to rest against the rear end face of the associated side wall of the circuit breaker.
- a threaded opening 42 is used for fastening, which can be formed by a threaded bush anchored in the material of the supporting body and which allows the supporting body to be screwed tightly to the side walls 26 and 29.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter mit Stromschienen zur Verbindung von Kontaktanordnungen des Leistungssachalters mit einem bzw. mehreren Stromkreisen, wobei die Stromschienen für die Eingangsseite und die Stromschienen für die Ausgangsseite in jeweils einer Reihe und beide Reihen parallel zueinander und rechtwinklig zu Seitenwänden des Leistungsschalters angeordnet sind.
- Ein Leistungsschalter dieser Art ist beispielsweise durch die EP-A-0 071 385 bekannt geworden. Hierbei befindet sich jede Klemmstelle an einem Leiterstück, das sich bezüglich der üblichen Gebrauchslage des Leistungsschalters horizontal nach hinten erstreckt. Durch Versteifungselemente ist dafür gesorgt, daß die Stromschienen durch Stromkräfte nicht verformt werden können.
- In dieser Ausführung eignet sich der Leistungsschalter mit beispielsweise für eine ausfahrbare Anordnung, bei der an den Stromschienen geeignete Übergangsstücke oder Teile einer Trennkontaktanordnung angebracht werden. Soll der Leistungsschalter dagegen in eine Schaltanlage fest eingebaut werden, so benötigt man Anschlußschienen, welche zwischen die Klemmstellen der Kontaktanordnung des Leistungsschalters und die ortsfesten Stromschienen eingefügt werden. Hierbei bereitet es keine Schwierigkeiten, die Anschlußschienen vor dem Einbau des Leistungsschalters in die Schaltanlage mit den Klemmstellen der Kontaktanordnung zu verbinden; soll jedoch auch die Verbindung mit den ortsfesten Stromschienen bei nicht fluchtender Anordnung ohne Schwierigkeiten möglich sein, so darf eine gewisse Länge der Anschlußschienen nicht unterschritten werden, um eine gute Zugänglichkeit, insbesondere von der Frontseite des Leistungsschalters her zu gewährleisten. Aufgrund der relativen Länge der Anschlußschienen entsteht das Problem, daß die Anschlußschienen im Falle eines Kurzschlusses verformenden Kräften ausgesetzt sind, die unter Umständen nicht nur die Anschlußschienen selbst, sondern auch die Klemmstellen und Verbindungselemente beschädigen.
- An sich wäre es möglich, derartige schädliche Verformungen zu vermeiden, indem die Anschlußschienen als fester Bestandteil des Leistungsschalters ausgebildet werden und demnach bis auf ein zur Verbindung mit einer ortsfesten Stromschiene vorgesehenes freibleibendes Ende vollkommen festgelegt sind. Damit wäre ein solcher Leistungsschalter jedoch nicht unverändert auch für den Einsatz als einschiebbarer Leistungsschalter geeignet. Ferner würde eine Einbettung der Anschlußschienen die Wärmeabfuhr in unerwünschter Weise behindern. Andererseit würde eine Bemessung der Anschlußschienen mit einem größeren als dem in elektrischer Hinsicht erforderlichen Querschnitt zwar die Festigkeit in der erwünschten Weise steigern, zugleich aber das Gewicht und die Kosten der Anschlußanordnung erheblich steigern.
- Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, freiliegend angeordnete, normal dimensionierte Anschlußschienen mit einfachen Mitteln ohne Beeinträchtigung der Kühlung vor den Auswirkungen von Stromkräften zu schützen.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Verbindung der Stromschienen mit nicht mit den Stromschienen fluchtenden ortsfesten Leitern dienende, etwa parallel zur Rückseite des Leistungschalters verlaufend angeordnete Anschlußschienen für die Eingangsseite bzw. die Ausgangsseite durch je einen gemeinsamen isolierenden Stützkörper erfaßt sind, dessen Enden an den Seitenwänden des Leistungsschalters befestigt sind. Somit benötigt beispielsweise ein dreipoliger Leistungsschalter nur zwei Stützkörper, von denen der eine die zur Einspeisungsseite der Kontaktanordnung führenden Anschlußschienen erfaßt, während der andere Stützkörper den abführenden Anschlußschienen zugeordnet ist. Dennoch hat es sich erwiesen, daß die im Falle eines Kurzschlusses auftretenden sehr erheblichen Kräfte zuverlässig abgefangen werden können und Schäden vermieden werden. Durch die nur örtlich vorgesehene Abstützung und aufgrund des zwischen der Anschlußschiene und dem Gehäuse des Leistungsschalters verbleibenden Abstandes wird ferner eine gute Wärmeabfuhr sichergestellt.
- Der Stützkörper kann formschlüssig mit dem Gehäuse des Leistungsschalters verbindbar sein, und die Richtung der Kraftübertragung des Formschlusses kann entsprechend der vorwiegend auftretenden Richtung von Stromkräften gewählt sein. Damit läßt sich der Stützkörper ohne Zuhilfenahme gesondert zu handhabender Befestigungselemente bei guter Stützwirkung auf die Anschlußschiene einfach anbringen. Der Formschluß zwischen dem Stützkörper und dem Gehäuse des Leistungsschalters kann durch Rastnasen erzielt werden, die unter elastischer Verformung des Stützkörpers in Ausnehmungen von Gehäusewänden des Leistungsschalters einrastbar sind. Der Stützkörper kann somit einstückig ausgebildet und durch einfache Bearbeitungsgänge aus einem geeigneten, z. B. plattenförmigen Material hergestellt werden.
- Die Ausnehmungen der Gehäusewände des Leistungsschalters können zur Aufnahme der Rastnasen von wenigstens zwei Stützkörpern bemessen sein. Es besteht dann die Möglichkeit, bei Leistungsschaltern, die bei übereinstimmender Baugröße für unterschiedlich hohe Kurzschlußströme bemessen sind, je nach den Anforderungen einen Stützkörper oder in paralleler Anordnung zwei oder mehrere Stützkörper zu verwenden. Damit lassen sich die Stützkörper als Einheitsteil für eine Schalterreihe einsetzen.
- Insbesondere zur Beherrschung großere Stromkräfte kann es vorteilhaft sein, als Formkörper mit etwa H-förmigem Querschnitt ausgebildete Stützkörper einzusetzen, bei denen die Schenkel des "H" parallel zu den Anschlußschienen verlaufend angeordnet sind. Ein solcher Formkörper, der beispielsweise in bekannter Weise aus einem duroplastischen Kunststoff im Spritzgußverfahren hergestellt sein kann, zeichnet sich sowohl durch hohe Festigkeit bei geringer Verformung als auch durch günstiges dielektrisches Verhalten aus.
- Die Befestigung eines solchen Formkörpers kann durch Schrauben erfolgen, welche die Seitenwände des Leistungsschalters durchsetzen und die in die Stirnseiten des Formkörpers eingreifen. Hierzu kann an den Stirnseiten des Stützkörpers jeweils eine Anschlagfläche vorgesehen sein, die zur Anlage an der Stirnseite der zugeordneten Seitenwand des Leistungsschalters bestimmt ist. Hierdurch werden eine an der Stirnseite des formkörpers befindliche Gewindeöffnung und eine entsprechende Öffnung in der Seitenwand fluchtend ausgerichtet, so daß eine Befestigungsschraube eingesetzt werden kann.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Die Figur 1 zeigt einen Niederspannungs-Leistungsschalter in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, wobei einzelne Baugruppen vereinfacht dargestellt sind.
- Die Figur 2 zeigt eine abgebrochene rückseitige Ansicht eines Leistungsschalters ähnlich der Figur 1.
- Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Stützkörper für Anschlußschienen in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ansichten.
- In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stützkörpers gezeigt, und zwar in einer Ansicht in Richtung von Durchtrittsöffnungen für Anschlußschienen sowie in einer Stirnansicht und im Querschnitt.
- Der in der Figur 1 gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter 1 besitzt entsprechend der Polzahl parallel zueinander an einem Isolierblock 2 angeordnete Kontaktanordnungen 3. Diese bestehen jeweils aus einem feststehenden Teil 4 und einem bewegbaren Teil 5, deren zusammenwirkende Schaltstückauflagen mit 6 und 7 bezeichnet sind. Ferner besitzt der feststehende Teil 4 ein Lichtbogenhorn 10 und der bewegbare Teil 5 ein Lichtbogenhorn 11. Der Kontaktanordnung 3 jedes Poles ist eine Lichtbogenlöschkammer 12 zugeordnet, die in bekannter Weise mit Löschblechen versehnen ist. Eine Antriebsvorrichtung, ein Schaltschloß sowie im Bedarfsfall ein Motorantrieb sind unterhalb und rechts von der Kontaktanordnung 3 innerhalb des Gehäuses 19 des Leistungsschalters 1 untergebracht. Diese Teile sind nicht ausführlich dargestellt und entsprechen einer geeigneten Gestaltung.
- Zur Verbindung des Leistungsschalters 1 mit einem äußeren Stromkreis sind die Kontaktanordnungen 3 mit an dem Isolierblock 2 angebrachten oberen Klemmstellen 15 und unteren Klemmstellen 16 ausgerüstet. Beide Klemmstellen sind an dem Isolierblock 2 angebracht, wobei sich diese Klemmstellen an Leiterstücken befinden, die sich bezüglich eines Bedienungspultes 13 des Leistungsschalters 1 an dessen Rückseite in horizontaler Richtung erstrecken. Mit Klemmstellen 15 und 16 sind abgewinkelt ausgebildete Anschlußschienen 17 und 18 verbunden, die sich nach oben bzw. nach unten erstrecken und dabei mit einem Abstand von der Rückseite des Leistungsschalters 1 verlaufend angeordnet sind. Die Länge der Anschlußschienen 17 und 18 ist, wie die Figur 1 deutlich zeigt, derart bemessen, daß die nahe den Enden der Anschlußschienen 17 und 18 angedeuteten Anschlußbohrungen 20 und 21 von der Frontseite des Leistungsschalters 1 her zugänglich sind. An diesen Stellen sind obere ortsfeste Stromschienen 30 mit den Anschlußschienen 17 und untere ortsfeste Stromschienen 31 mit den Anschlußschienen 18 verbunden.
- In der Figur 2 ist der Leistungsschalter 1 teilweise von hinten mit Blick auf die oberen Anschlußschienen 17 gezeigt, wobei die zugehörigen ortsfesten Stromschienen fortgelassen sind, um die Befestigungsbohrungen 20 zu zeigen. Wie man erkennt, sind insgesamt vier gleiche Stützkörper 22 parallel zueinander angeordnet, um die Anschlußschienen 17 in der gewünschten Weise abzustützen. Demgegenüber sind in dem Beispiel gemäß der Figur 1 zwei parallele Stützkörper vorgesehen. Die jeweils angemessene Anzahl von Stützkörpern richtet sich nach der Höhe der zu erwartenden Stromkräfte.
- Zur Versteifung gegenüber im Kurzschlußfall auftretenden Stromkräften (Doppelpfeil 32) dienen den Anschlußschienen 17 und 18 zugeordnete Stützkörper 22, die vollkommen gleich ausgebildet sind. Einzelheiten der Stützkörper 22 sind den Figuren 3 und 4 zu entnehmen. Wie diese Figuren zeigen, sind die Stützkörper 22 der Breite des Schalters entsprechend bemessene schmale und verhältnismäßig dünne Teile aus einem geeigneten Isoliermaterial und sind mit Durchtrittsöffnungen 24 entsprechend der Polzahl des Leistungsschalters 1 versehen. Für die jeweils drei Anschlußschienen 17 und 18, die von den oberen Klemmstellen 15 und den unteren Klemmstellen 16 der Kontaktanordnungen 3 ausgehen, genügen somit zwei der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Stützkörper 22. Zur einfachen Befestigung an dem Leistungsschalter 1 besitzen die Stützkörper 22 seitliche Rastnasen 25, für deren Aufnahme in den seitlichen Gehäusewänden 26 des Leistungsschalters 1 passende Aussparungen 27 und 28 vorgesehen sind. Diese Aussparungen können breiter ausgeführt sein, als es der Dicke eines der Stützkörper 22 entspricht, damit sich, wie schon eerwähnt, im Bedarfsfall auch zwei Stützkörper oder eine größere Anzahl anbringen lassen. Auf diese Weise sind die Stützkörper 22 sowie die seitlichen Gehäuse wände 26 in einer für unterschiedliche Ströme bemessenen Schalterreihe verwendbar. Als Werkstoff zur Herstellung der Stützkörper 22 eignen sich plattenförmige Isolierwerkstoffe, beispielsweise Hartgewebe oder andere mit einem Kunststoff getränkte Trägermaterialien.
- In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Anschlußschienen 17 und 18 parallel zur Rückseite des Leistungsschalters 1 nach oben bzw. nach unten. In bestimmten Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Anschlußschienen etwas winklig zu dieser Richtung anzuordnen. Die beschriebenen Stützkörper sind jedoch in sinngemäß der gleichen Weise anwendbar, wenn Aussparungen 27 und 28 an den Gehäusewänden 26 oder anderen Teilen des Gehäuses 19 des Leistungsschalters 1 in solcher Lage angebracht werden, daß sich die Stützkörper 22 in einer der Richtung der Anschlußschienen angepaßten Lage anbringen lassen.
- Die zum Einrasten der Stützkörper 22 in die Aussparungen 27 und 28 erforderliche Biegung ist aufgrund des in der Figur 3 gezeigten Seitenverhältnisses durch elastische Verformung ohne unzulässige Beanspruchung zu erreichen. Sofern jedoch ein anderes Verhältnis geeigneter sein sollte, d. h. wenn die Länge abweichend von dem gezeigten Beispiel nicht ein Mehrfaches der Höhe beträgt, kann es zweckmäßig sein, die Rastnasen als in sich verformbare Ansätze auszubilden.
- Im Unterschied zu dem Stützkörper 22 gemäß den Figuren 3 und 4 ist der Stützkörper 35 gemäß den Figuren 5, 6 und 7 als Formteil ausgebildet und zur Verwendung als Einzelteil vorgesehen. Hierzu besitzt der Stützkörper 35 einen etwa H-förmigen Querschnitt, wie die Figur 7 zeigt, die den Schnitt VII-VII in Figur 5 darstellt. An den Enden und zwischen den Durchtrittsöffnungen 37 sind die H-Schenkel 36 durch Querstege 40 verbunden. Durch diese Gestaltung erhält der Stützkörper eine hohe Biegesteifigkeit und ein günstiges Verhalten in dielektrischer Hinsicht, da die Kriechwege vorteilhaft lang sind.
- An den Stirnseiten ist durch einen Absatz je eine Anschlagfläche 41 gebildet, die zur Anlage an der hinteren Stirnfläche der zugeordneten Seitenwand des Leistungsschalters bestimmt ist. Zur Befestigung dient jeweils eine Gewindeöffnung 42, die durch eine in dem Material des Stützkörpers verankerte Gewindebuchse gebildet sein kann und die es gestattet, den Stützkörper an den Seitenwänden 26 und 29 festzuschrauben.
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